توان دیتاسنتر یک عامل اساسی در طراحی و اجرای آن محسوب می‌شود. یک قطعی برق ساده ممکن است سبب ایجاد دردسرهای بزرگی شده و تاثیرات مخربی داشته باشد، به خصوص زمانی که هر روزه شرکت‌های بیشتری از خدمات کولوکیشن و ابری استفاده می‌کنند، تعداد دیتاسنترها بیشتر و بیشتر در حال افزایش است.
یک منبع برق و سیستم توزیع قابل اطمینان جزو نیازهای اساسی امنیت و بهره‌وری دیتاسنتر محسوب شده و هزینه‌های اقتصادی را به حداقل می‌رساند. در این مقاله به سیستم توان در دیتاسنترها، دلایل قطعی برق و شیوه‌های سازگاری با آن‌ها می‌پردازیم.
توان چگونه در دیتاسنترها جریان می‌یابد؟
منبع برق و سیستم توزیع یکی از زیرسیستم‌های یک دیتاسنتر است. این سیستم به تجهیزات مختلفی تجهیز شده و مطابق با اندازه و مقیاس یک دیتاسنتر متفاوت است.
این یک سیستم رتبه‌بندی چهار ردیفی برای تشخیص پایایی دیتاسنتر از ردیف ۱ تا ردیف ۴ است. دیتاسنتر ردیف ۱ اغلب برای کسب و کارهای کوچک و دیتاسنتر ۴ معمولا برای شرکت‌های سرمایه‌گذاری که به منظور دستیابی به افزونگی، مجموعه‌های مولد بیشتری دارند مورد استفاده قرار می‌گیرد. در تصویر زیر دیتاسنتر ۴ به عنوان نمونه برای نمایش سیستم توان در دیتاسنتر به تصویر کشیده شده است.
تصویر ۱: سیستم توان الکتریکی در یک دیتاسنتر
به طور کلی، توان دریافتی از تاسیسات برقی ممکن است بسیار زیاد باشد. به منظور کاهش ولتاژهای بالا تا سطوح ایمن از طریق سوییچ‌های انتقال اتوماتیک (ATS)، از یک ترانسفورماتور استفاده می‌شود. از آنجایی که شرکت‌های برق نمی‌توانند منبع برق بدون وقفه را در هر مکان و هر ساعت از روز تضمین کنند، و دسترسی افزونه به شبکه برق تاسیسات امکان‌پذیر نیست، حداقل از یک ژنراتور پشتیبان دیزلی یا گازی به دیتاسنترها متصل می‌شود تا منابع لازم برای سرورهای پشتیبان یا دیگر تجهیزات دیتاسنتر را تامین نماید.
وقتی که برق قطع شد، سوییچ‌های انتقال برای روشن شدن به ژنراتورهای پشتیبان یک سیگنال ارسال می‌کنند و به این ترتیب برق مورد نیاز تجهیزات دیتاسنتر فراهم می‌شود.
گرچه روشن کردن ژنراتور و رسیدن به حداکثر توان، اندکی زمان می‌برد. منبع برق بدون وقفه (UPS) به عنوان یک منبع برق کمکی، پلی میان فواصل زمانی خواهد بود. برای اینکه با UPS بیشتر آشنا شوید، ابتدا باید بدانید که منبع برق بدون وقفه یا UPS چیست.
معمولا یک Maintenance Bypass Panel (MBP) برای فعال کردن UPS وجود دارد که آن را بر روی حالت Maintenance Bypass قرار می‌دهد و هنگامی که برق سیستم به طور کلی قطع شود، هیچ وقفه‌ای در بار رخ نمی‌دهد. در نهایت، برق به واحد توزیع توان (PDU) که خود به مجموعه‌ای از پنل‌های توان از راه دور (RPP) متصل است، سیم‌کشی می‌شود. سپس رک‌های مختلف PDU به عنوان بخشی از زنجیره‌ی توان اضافی به جعبه‌های خروجی مختلف RPP ها وصل می‌شوند. عملکرد سیستم منبع برق به این صورت است.
دلایل قطعی برق در دیتاسنترها
قطعی سیستم برق در یک دیتاسنتر ممکن است به علت توقف سیستم، از بین رفتن داده، داغ شدن ترانسفورماتور، آسیب دیدگی و یا هر دلیل دیگری رخ بدهد. این وقایع، سبب بروز زنجیره‌ای از اتفاقات جدید می‌شود که در نهایت خسارت‌های عظیمی به وجود خواهد آورد. حالا قطعی برق در منبع برق و سیستم توزیع چگونه رخ می‌دهد؟ در اینجا می‌توان از برخی از عوامل طبیعی مانند رعد و برق و یا خرابی سخت افزاری و همینطور خطای انسانی نام برد، که از میان آن‌ها، خطای انسانی درصد عظیمی از قطعی برق در دیتاسنترها را شامل می‌شود.
تخمین نادرست ظرفیت توان دیتاسنتر
تخمین نادرست ظرفیت‌های توان دیتاسنتر در مرحله طراحی دیتاسنترها رخ می‌دهد. دو نتیجه حاصل می‌شود: عدم استفاده کافی از ظرفیت توان یا استفاده بیش از حد از منبع برق. برآورد بیش از اندازه ظرفیت ممکن است سبب ظرفیت استفاده نشده شود، که یعنی دیتاسنتر تمامی توان خود را صرف پشتیبانی از هزینه‌های نصب بیش از اندازه و نگهداری از تجهیزات خواهد نمود. از طرف دیگر، دست کم گرفتن ظرفیت توان مورد نیاز ممکن است در زمان نیاز تجهیزات IT موجب توزیع برق شده و مصرف برق را بالا ببرد.
انتخاب نامناسب تجهیزات توان دیتاسنتر
انتخاب نامناسب تجهیزات توان با عامل تخمین که در بالا ذکر شد، نسبت مستقیم دارد. بسیاری از دیتاسنترها به منظور هم گام شدن با کسب و کارهای در حال رشد به سرورهای پر تراکم روی آورده‌اند که سیستم توزیع را مجبور می‌سازد تا به حداکثر ظرفیت دست یابد. زمانی که برآورد توان بیش از حد کم و یا زیاد باشد، تجهیزات برق با مقدار ولتاژ نامناسب خود بر روی عملکرد نرمال دیتاسنترها تاثیر می‌گذارند.
به عنوان مثال، عدم مطابقت میان مقدار ولتاژ توان UPS و مقدار توان ولتاژ سرور می تواند سبب اضافه بار شده و در نهایت موجب ایجاد اشکال در عملکرد UPS می‌گردد. از سوی دیگر، در برخی مواقع، فروشندگان تجهیزات برقی، از اعتماد مشتریان سوء استفاده نموده و راهنمایی دقیقی به آن‌ها ارائه نمی‌کنند. مشکلات کیفیت یا شاخص عملکرد حداکثری نامناسب بر روی سیستم توزیع توان اثرگذار خواهد بود.
طراحی غیرمنطقی سیستم توان دیتاسنتر
طراحی و ساخت غیرمنطقی سیستم توان پیچیدگی‌های خاص خود را دارد، که ممکن است سبب بروز خطر پنهان شود. در صورتی که طراحی، برخی از تجهیزات توان را در خط توان به یک تک نقطه برساند، ممکن است به دلیل بار بیش از اندازه، سبب قطعی برق شود. به عنوان مثال، در صورتی که تنها یک PDU به چندین اجزای توان بالا متصل باشد، عملکرد سیستم توان دیتاسنتر هنگام قطعی PDU متوقف می‌شود. کابل کشی نامناسب نیز یکی از دلایل قطعی سیستم است. در صورتی که طول کابل برای عملکرد نرمال تجهیزات مناسب نباشد و یا چیدمان درستی نداشته باشد، سبب داغ شدن بیش از حد و در نتیجه خاموشی سیستم می‌گردد.
چگونه از قطعی سیستم برق در دیتاسنترها جلوگیری کنیم؟
از آنجایی که قابلیت اعتماد سیستم توان برای بسیاری از مراکز داده از اهمیت بالایی برخوردار است، چطور می‌توانیم با اطمینان کافی از توان با کیفیت بالا صحبت کنیم؟ در ادامه برخی از نکات لازم جهت جلوگیری از قطعی سیستم توان در دیتاسنترها را مشاهده می‌کنید.
ارزیابی دقیق ظرفیت توان
این پرسش در طراحی یک دیتاسنتر بسیار رایج است: « ظرفیت توان برای طول عمر مورد انتظار دیتاسنتر چه مقدار است؟» به طور کلی، طول عمر تاسیسات دیتاسنتر چندین نسل از تجهیزات IT را پوشش می‌دهد. انجام برنامه ریزی ظرفیت دیتاسنتر و هم‌ترازی ملزومات توان تجهیزات IT با ظرفیت تجهیزات توان برای سودمندی دیتاسنتر بسیار حیاتی است.
اولین قدم در ارزیابی ظرفیت توان فعلی، درک نیازهای تجهیزات IT، سیستم خنک کننده، روشنایی و بارهای توان بحرانی است. با به کار‌گیری دستگاه‌های پر‌قدرت بیشتر، مصرف توان میانگین افزایش می‌یابد. مدیران باید ظرفیت توان دیتاسنتر بیشتری به رک تجهیزات IT خود بیافزاند، و به همین خاطر است که PDU های رک بیشتری به کار گرفته می‌شود.
طراحی سیستم توان مناسب مطابق نیاز شما
بعد از ارزیابی دقیق ملزومات ظرفیت توان دیتاسنتر، نوبت تجهیز دیتاسنتر با تجهیزات مناسب فرا می‌رسد. سیستم توان مناسب، ریسک قطعی برق را به حداقل می‌رساند. اجزای برقی دوتایی مثل PDU دوگانه به منظور پشتیبانی از افزونگی توصیه می‌شوند. علاوه بر این، می‌بایست به جریان‌های هماهنگ که از تجهیزات IT به وجود می‌آیند نیز توجه داشت. ترانسفورماتورهای جداسازی را می‌توان به منظور کاهش اثر جریان‌های هماهنگ به کار گرفت.
نگهداری منظم از تجهیزات دیتاسنتر
بازبینی فیزیکی روزانه از تجهیزات توان و تجهیزات IT به منظور اطمینان از شرایط عملکردی عالی سیستم‌ها از ضروریات محسوب می‌شود. به عنوان مثال، نگهداری عادی UPS و باتری‌ها به منظور به حداقل رساندن احتمال مشکلات قطعی برق بسیار ضروری است. تغییرات زیرساخت را شناسایی کنید تا از جزییاتی آگاه شوید که سبب ایجاد تفاوت‌های اساسی در تمام سیستم می‌شوند، مقدار انرژی الکتریکی مصرفی را کاهش داده و عمر تجهیزات را افزایش می‌دهند، تا در نهایت از پرداخت هزینه‌های گزاف برای تغییر تجهیزات جلوگیری کنید.
ثبات سیستم برق: شرط اساسی، آمادگی
برای اینکه عملکرد کسب و کار روان و آسان شود، می‌بایست از وجود یک دیتاسنتر با سیستم توان قدرتمند اطمینان داشته باشیم. برخی از مشکلات سیستم توان دیتاسنتر با استفاده از نکات بالا، قابل کنترل هستند. به این ترتیب، برای به حداقل رساندن ریسک‌ها و در ادامه افزایش رقابت و سود بیشتر برای کسب و کار ، وجود آمادگی موثر در سیستم توان امری اجتناب ناپذیر است.
ترجمه: مینا مقدس نژاد (عضو تیم تحریریه وک شاپ)
منبع مطلب: community.fs
منبع تصویر اصلی: frost